Sécurité de fonctionnement électromagnétique des systèmes d'information : estimation statistique de couplages en milieu réverbérant

The electromagnetic security (EMSEC) can be defined as the merging of the electromagnetic compatibility~(EMC) and the information security. To guarantee the EMSEC of electronic devices, electromagnetic couplings must be taken into account. Yet, these couplings can be maximized (under certain conditions) within reverberant environnements, such as casings. Thus, it is relevant to study and to characterize these couplings inside such environnements. However, sometimes, the boundary conditions of the studied system can be unknown, or can vary over time. Therefore, statistical approaches, where the boundary conditions are randomized, are better suited than deterministic ones. Coupled currents and voltages are thus statistically determined. In this PhD thesis, three different models were set to assess the couplings within a desktop computer chassis. The first one is a mock-up and is used to compare the other two models. The second one is a full-wave simulation model of a computer casing. From its implementation, it was possible to determine the coupling between an aperture and transmission lines, with its associated uncertainty. This uncertainty is significant, however it is known. From the EMSEC perspective, its knowledge can be an input for a risk assessment process. It can be used to determine a safety margin in order to mitigate the coupling risks. Finally, the third one is a circuit model where the eigenmodes are randomized by means of the random matrix theory. From it, couplings between several transmission lines printed on circuit boards were determined. Nevertheless, to be applied, it requires several parameters whose determination can be quite difficult.La sécurité électromagnétique (SECEM) peut être considérée comme la réunion de la compatibilité électromagnétique et de la sécurité des systèmes d'information. L'étude de la SECEM des équipements électroniques amène à considérer les couplages électromagnétiques entre ceux-ci. Or, ces couplages peuvent être maximisés dans les environnements électromagnétiques réverbérants, tels que les châssis d'équipements électroniques. Dès lors, il est pertinent de vouloir caractériser les couplages au sein de ces châssis. Celle-ci n'est pas aisée car les conditions aux limites à l'intérieur de ces équipements peuvent ne pas être connues ou varier dans le temps. Il paraît alors pertinent de vouloir considérer les conditions aux limites du système à étudier comme étant aléatoires. Des statistiques sur les tensions ou les courants couplés seront alors obtenues. Dans ce travail, trois modèles ont été définis pour analyser statistiquement les couplages dans un châssis d'ordinateur. Le premier, une maquette physique, sert de référence pour les deux autres, à des fins de comparaisons. Le second est un modèle numérique. Il a permis de déterminer le couplage entre une ouverture et des lignes de transmission avec une incertitude non négligeable mais connue. Cette connaissance permet de définir des marges de sécurité afin de garantir la sécurité de l'information. Enfin, le troisième est un modèle de circuit qui suppose que les modes sont aléatoires. Fondé sur la théorie des matrices aléatoires, il a permis de déterminer rapidement des couplages entre des cartes électroniques. Toutefois, son application requiert la détermination de plusieurs grandeurs, dont l'estimation peut ne pas être triviale

Applications of the Random Coupling Model for stacked printed circuit boards

International audienceResonant phenomena in computer or server casings have not been studied yet from the information security point of view. Couplings that can occur in reverberant environment may have an impact on confidentiality, integrity and availability of information. Therefore, it is of high interest to have tools able to quantify these coupling. Because of the diversity of shapes and geometries of casings, a statistical approach should be considered. It will lead to the assessment of the probability that a current, or a voltage, reaches a given magnitude. This quantity may be a relevant input for a risk analysis process. We will highlight that a statistical model, namely the Random Coupling Model (RCM), may be applied to determine statistical quantities related to induced currents at several ports inside an equipement chassis

Applications of the Random Coupling Model to Assess Induced Currents or Voltages in Reverberant Environment

International audienceCoupling in electronic devices may be a threat for the security of the information they process. Indeed, a current flowing into a conductor may radiate an electromagnetic field that will couple onto other conductors creating parasitic signals. If this current conveys sensitive information, its confidentiality may not be guaranteed. Moreover, depending on the amplitude of these parasitic signals, dysfunction may occur. It is thus valuable to assess the coupling effects in order to evaluate the probability that a current or a voltage reaches a given magnitude. This relevant quantity may be an input for a risk analysis process. In this study, we will focus on the study of couplings in reverberant cavities, and especially into the chassis of desktop computers. We will highlight that the Random Coupling Model (RCM) may be applied to determine statistical quantities related to induced currents or voltages between several ports placed inside a reverberant environment. Comparisons with experimental data, for several system configurations, show that the application of this model is relevant and allows to rapidly obtain the percentiles of the induced currents. At first, the coupling between two monopoles is studied, and then the coupling between printed circuit boards that are stacked together is investigated. Finally, the effect of adding broadband absorbers in casings is assessed

Comparison between simulation and measurement of EMI inside a computer chassis mock-up

International audienc

Application du modèle de couplages aléatoire pour l’évaluation de probabilités d’occurrence de courants induits

National audienc

Conception d’un objet musical connecté : l’Enceinte intelligente

Cet article décrit un projet d’électronique réalisé par un groupe d’étudiants du département SRC (Système et Réseaux de Communications) de l’INSA de Rennes. Il s’agit de la réalisation d’un système baptisé « Enceintes intelligentes». Le projet a originalement pour but d’améliorer le confort d’écoute musicale d’un individu mais pourra tout aussi bien être utilisé dans des applications domotiques. Le principe se résume ainsi : la musique écoutée sur un smartphone à partir d’écouteurs bascule sur une enceinte dès que la personne entre dans pièce. Selon la position de la personne, les enceintes sont arrêtées ou activées sans rupture de la musique. En étant commutée et propagée de pièce en pièce, la musique suivra ainsi la personne dans tout l’habitat équipé des enceintes intelligentes. Ce système s’insère dans la mouvance de l’Internet des Objets, dotant des objets basiques d’un moyen de communication et d’intelligence